A la catedrática de la Universidad de Sevilla Laura Roa nunca le preocupó qué iba a ser de mayor. Terminó haciendo Físicas y luego ingeniería biomédica. Eligió esta rama porque le entusiasmaba la lógica de la vida. Le asombraba la perfección del cuerpo humano cuando lo abordaba desde la perspectiva del diseño industrial. “Es perfecto, tiene todos las necesidades cubiertas”, confiesa, “trasladas los procesos biológicos a esta perspectiva  y dices: ¡esto lo tengo que materializar!”. Lleva décadas materializándolo imitando e inspirándose en la naturaleza.

La catedrática de la Universidad de Sevilla Laura Roa

La catedrática de la Universidad de Sevilla Laura Roa

El cuerpo humano, fruto de un proceso evolutivo de millones de años, le ha enseñado la conveniencia de distribuir la transmisión y el procesado de la información. Por eso utiliza sensores portables que aplican este principio: mayor número de dispositivos y más pequeños, lo que supone un ahorro energético. Así lo aplica en el proyecto PIMETRANS que no sólo se inspira en el cuerpo, sino que lo utiliza como canal de transmisión de datos. Se trata de un proyecto en el que se utiliza la piel como medio de transmisión. El objetivo es ayudar al diseño de dispositivos de comunicación inalámbrica de bajo consumo y que puedan el intercambio de datos entre diferentes sensores colocados sobre el cuerpo.

La investigadora asevera que el cuerpo se puede utilizar como medio de transmisión, pero es necesario profundizar en las bases de la teoría que fundamenta el proceso: cómo se produce la transmisión, a qué frecuencia es conveniente emitir, qué distancia máxima pueden estar separados los electrodos… En su último artículo, analiza mediante el modelado electromagnético las características eléctricas de la piel como medio de transmisión físico de bioseñales, para que estas comunicaciones puedan establecerse con garantía y seguridad.

Capacidad de adaptación

Otra de las lecciones que ofrece el cuerpo humano es su capacidad de adaptación, lo que en diseño industrial se conoce como “un rango dinámico de aplicación”, que no es más que optimizar los recursos energéticos a las necesidades de cada problema. “Por ejemplo, en la industria resulta difícil adaptar un motor para mover un amplio rango de cargas, pero fíjate lo bien que resuelve ese obstáculo la mano, que se va adaptando a los pesos y volúmenes de aquello que quiere coger”, explica.

Laura ha aplicado esa capacidad de adaptación al desarrollo de un sensor inteligente para la frecuencia respiratoria basado en la detección capacitiva, es decir, se adapta a la respiración de cada paciente, dependiendo de si está inspirando o expirando. El dispositivo está orientado a la superación de los inconvenientes de otros sistemas disponibles en la actualidad en el mercado: costosos, incómodos y difíciles de instalar. “Además proporcionan una baja sensibilidad de detección y escasa capacidad de personalización de paciente a paciente. El nuestro no resulta nada invasivo y ya se está validando para su aplicación en la Unidad Médico-Quirúrgica de Enfermedades Respiratorias del Hospital Universitario Virgen del Rocío, que dirige el doctor Francisco Ortega Ruiz”, adelanta.

Campos electromagnéticos endógenos

Para Laura la naturaleza es un gran modelo del que imitar sus procesos de control. Así, un problema industrial como es el transporte de un gas en un líquido. Ella piensa que la naturaleza lo tiene resuelto en nuestro sistema circulatorio en el que la sangre transporta oxígeno y dióxido de carbono atándolo a una proteína.

“El cuerpo humano está sometido a las mismas leyes que cualquier proceso industrial”, sostiene. Y los fenómenos bioeléectricos no le resultan ajenos. Por eso está preparando un proyecto en el que estudiará cómo los campos eléctricos endógenos ayudan a la regeneración de tejidos ¿Por qué nos cicatrizan bien unas heridas y otras no? El equipo de Laura quiere encontrar los fundamentos para conocer qué es lo que hace que las redes celulares se autoensamblen para formar tejidos y éstos conformen órganos. Se trata de comprender cómo la electricidad del propio cuerpo y los tejidos humanos ayudan a los procesos de regeneración tisular: la ingeniería y la vida se dan de nuevo la mano.

Detector de caídas, diseñado por el equipo de Roa, que incorpora el concepto de entornos de vida asistida

Detector de caídas, diseñado por el equipo de Roa, que incorpora el concepto de entornos de vida asistida

Una vida que está compuesta de estructuras a escala nano: las células. La estandarización de la comunicación entre estas unidades mínimas de vida es objeto de estudio de un grupo internacional del que Laura forma parte. Por tanto, lo diminuto, lo nano, supone una de la tendencias actuales en ingeniería. “Llevarlo todo a la escala más pequeña, porque está demostrado que esta jerarquización en distintas escalas es la manera de ahorrar más energía y contaminar menos”, expone.

Tendencias en bioingeniería

Además de apuntar la nanomedicina y la nanotecnología médica como áreas que constituyen actualmente una tendencia, Laura define otras como la personalización del diagnóstico y tratamiento de las enfermedades. “Ya no se dirá soy diabético. En el futuro, tu diabetes será específica y el tratamiento será el que tú necesites”, vaticina.

La medicina preventiva supone otro de los grandes retos. “La ciudadanía cada día tendrá que ser más responsable de su salud y este proceso sólo se puede hacer con tecnología”, sostiene. Este cambio de perspectiva abre vías de investigación relacionadas con los entornos de vida asistida. Para Laura la innovación tecnológica es un tren que no pasa dos veces. “Si no somos capaces de desarrollar tecnología para cubrir estas necesidades nos vendrá de fuera. Ahora, todos los dispositivos electromédicos de los hospitales son extranjeros, porque perdimos la oportunidad de liderar su desarrollo, no nos puede pasar lo mismo con el desarrollo de las nuevas tecnologías”, reivindica.

Su experiencia y su actividad en foros internacionales le sirven para apuntar de manera concisa los caminos que seguirá la ingeniería biomédica: nanotecnología médica, medicina preventiva frente a reactiva, medicina personalizada, enfermedades infecciosas, enfermedades crónicas… Seguro que ella los abordará todos pensando en qué estructura biológica le puede servir como inspiración porque, la catedrática Laura Roa no sabía qué quería ser de mayor, pero sí sabe que no hay mejor musa para la ingeniería biomédica que la naturaleza.